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华为UPS中高频机和工频机的概念分析

发布日期:2021-03-18 作者:admin 点击:

<现代电力电子技术的发展方向正在从传统的基于低频技术的电力电子技术向基于高频技术的现代电力电子技术转变。UPS行业的发展也从工业变频机向高频机发展。

20世纪80年代末90年代初发展起来的功率mosfet和igbt集成了高频、高压、大电流电阻,使得UPS的数字化不断深化。小型化、大容量、高频化将成为UPS的发展方向。大中型UPS的主流结构将由原来的工频机向高频机转变。

这种UPS采用晶闸管整流器将输入的交流电源整流为直流电源,然后通过桥式IGBT逆变器将直流电源转换为交流电源,最后通过输出变压器对交流电源进行升压和滤波,提供纯交流输出。

它的缺点是,从整流和逆变过程的角度看,它是一个降压环节。晶闸管整流器通过调节可控整流器的导通角来适应输入电压的变化,以保证输入交流电压变化时整流器的输出直流电压恒定。因此,晶闸管整流器将切断一部分输入交流电压作为代价,而输出电压只能是一个低于全波整流器输出电压的定值。然而,逆变环节也是一个降压环节,因为斩波方法也被使用,其结果是输出电压电平再次下降。

基于以上原因,在这种结构的UPS输出侧必须增加一台升压变压器,将逆变器输出的低交流电压提高到合理的输出范围,最终提供恒定的220/380v输出。

该结构采用双变换技术,包括升压和高频链逆变器(make)。由于整流部分采用二极管整流,无需调整整流导通角,且整流后的直流电压无需控制,因此高频机的输入功率因数将得到提高,输入功率范围将发生变化。

升压电路采用PFC控制技术和IGBT高频工作,使母线电压在较高电位下稳定,在纹波小的情况下母线电压稳定。通过逆变器PWM调制,无需升压变压器即可获得理想的220v输出,具有效率高、节能、体积小等优点。

另外,在新的高频机中,充电过程可以针对不同的电池设置不同的充电方案,延长电池寿命。

高频机采用UPS技术,具有完整的IGBT技术。母线产生的直流电由IGBT斩波器控制,通过数字控制实现对蓄电池的精确充电和参数的优化设置。如果可以避免恒压充电,就可以避免恒流充电控制,因为电流大时开始充电会缩短电池寿命。
●高频机采用全IGBT技术代表了新型电源,特别是大中型电源的发展方向。与工频机相比,具有明显的优势:

采用晶闸管整流,输入功率因数很低,只增加了功率因数补偿环节,效果不理想,存在反馈到电网的污染

二极管整流,功率因数接近1。从根本上解决回流干扰问题

功率因数0.8~0.9

功率因数和;燃气轮机;0.95有功功率因数;燃气轮机;0.99

电源输入范围为220V±10%~220V±15%

电源输入范围为220V±25%

输入电流谐波约为30%

输入电流谐波可小于10%

整流和逆变均采用斩波降压方式。因此,必须在输出端增加一个升压变压器,使电压满足输出要求,这既昂贵又笨重。

由于采用了升压电路,母线电压越高,输出变压器越省。成本低,体积小。理论分析和实践经验表明,该系统的频率可从50Hz提高到20kHz,体积和重量可减少30%

总线纹波很大,这是±10%

母线纹波小,小于0.1%
蓄电池直接与母线相连,充电电压由晶闸管整流器控制。母线纹波大,蓄电池通过母线直接充电只能采用恒压限流充电,充电形式单一,不能满足各种蓄电池的要求

母线电压由高频IGBT升压电流控制,母线纹波小。因此,可以采用IGBT调制充电技术。充电参数灵活,可根据不同类型电池定制充电曲线,实现恒流充电,大大延长了电池的使用寿命

●在输出端访问输出变压器的说明

由此可见,采用全IGBT技术的高频机完全可以消除输出隔离变压器。但是,在特殊情况下,高频机也可以连接到输出变压器。输出变压器作为高频电机的选配产品,可以提高UPS的性能,满足不同负载的要求。

负荷分配与UPS输出不一致。例如,如果负载是三相角输入,UPS的输出星形/角变压器可以使UPS在这种情况下保持稳定。

负载需要单独分配。例如,某些医疗设备对配送有严格要求。此时,将变压器连接到UPS的输出端可以达到隔离效果,有效抑制共模干扰,满足输入和负载分配的特殊要求。

也可以认为,与工频机相连的输出变压器起着升压和隔离的双重作用,隔离功能无法完善。UPS有一个旁路和一个逆变器输出。逆变器输出连接到由升压隔离的变压器,而旁路输出是无隔离的直接输出。带有高频单元的隔离变压器连接到旁路和逆变器的公共输出端,因此在UPS中工作时,可以满足在任何状态下分配负载的特殊要求。
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本文网址:https://www.huaweiupsdy.net//newsbk/370.html

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